CN203053817U

CN203053817U - L吸收边密度计

Info

Publication number: CN203053817U
Application number: CN 201220615246
Authority: CN
Inventors: 郑维明; 宋游; 陈晨; 刘桂娇; 吴继宗; 康海英
Original assignee: China Institute of Atomic of Energy
Current assignee: China Institute of Atomic of Energy
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2022-11-20

Abstract

本实用新型涉及一种利用X射线透过材料并测量吸收来分析材料的装置。为解决现有技术中存在的安装不便，检修、维修困难等问题，本实用新型提供了一种L吸收边密度计，包括手套箱主箱、分析副箱以及计算机数据采集与处理系统，分析副箱和计算机数据采集与处理系统位于手套箱主箱外部；手套箱主箱与分析副箱相连通，并装有用于隔离的闸门；分析副箱包括X光源系统、前光栏、样品池、后光栏和探测器多道系统；X光源系统与样品池之间、样品池与探测器多道系统之间均采用窗口隔离；分析副箱通过无线方式与计算机数据采集与处理系统进行通讯。本实用新型的L吸收边密度计易于安装，检修、维修以及X光管更换均十分方便，电子学部件无腐蚀问题，并且满足防护的要求。

Description

L吸收边密度计

技术领域

本发明涉及一种利用X射线透过材料并测量吸收来分析材料的装置，特别涉及一种L吸收边密度计。

背景技术

国际上普遍采用PUREX工艺进行乏燃料后处理，为保证后处理工艺安全、可靠、稳定的运行，必须及时获取工艺溶液成分数据。其中U、Pu等元素浓度的分析任务最为重要，工作量也最大。L吸收边分析作为非破坏性分析方法，可以在后处理过程中广泛应用。该方法具有一系列特点：（1）样品无需预处理，这对高毒性强放射性的后处理样品具有重要意义；（2）选择性好，不受元素价态影响，基体效应小；（3）分析浓度范围在10-100g/L之间；（4）准确度较好，精密度高，RSD一般能达到0.5%。

L吸收边光谱技术于上世纪七十年代开始研发，现在国外已广泛应用，但其具体技术对我国进行限制，仅有原理性描述。美国巴维尔厂和萨凡那河厂的经验表明，L吸收边分析是一种重要的后处理工艺U、Pu控制分析技术。我国以前未开展过这项研究，也未考虑样品测量的放射性防护问题。

在乏燃料后处理领域，样品一般带有放射性，尤其是对于Pu等α放射性，为防止污染，必须在密封条件下测定，这就对L吸收边分析装置的实际应用提出了特殊的要求。比较常用的方法是将分析装置全部直接安装到手套箱里，但手套箱容积有限，安装不便。尤其是采用X光管作为激发源的分析装置，其检修、维修十分困难；同时，X光管属于易耗品，一旦X光管到了使用寿命，更换十分困难；探测器是十分精密的电子学设备，在手套箱里有大量的放射性物质，对其性能也有影响；另外，手套箱中一般总是有酸气，也会对装置的电子学部件产生腐蚀。

实用新型内容

为解决L吸收边分析装置在乏燃料后处理铀钚浓度的分析中存在的安装不便，检修、维修困难，X光管更换困难，探测器性能易受影响，电子学部件易腐蚀等问题，针对后处理厂的实际情况，本发明提供了一种L吸收边密度计。具体技术方案如下：

一种L吸收边密度计，其特征在于：包括手套箱主箱、分析副箱以及计算机数据采集与处理系统，分析副箱和计算机数据采集与处理系统位于手套箱主箱外部；手套箱主箱与分析副箱相连通，并装有用于隔离的闸门；分析副箱包括X光源系统、前光栏、样品池、后光栏和探测器多道系统；X光源系统与样品池之间、样品池与探测器多道系统之间均采用窗口隔离；分析副箱通过无线方式与计算机数据采集与处理系统进行通讯。

其中，X光源系统、前光栏、样品池、后光栏和探测器多道系统安装在分析副箱底部为优选；X光源系统采用银靶X光管为优选；样品池所用的材料优选为聚丙烯；探测器多道系统采用SDD探测器或Si-PIN探测器为优选；窗口隔离所用的材料优选为碳化硼。

手套箱主箱和分析副箱之间的闸门方便二者间的隔离；样品分装在手套箱主箱中进行，分装好的样品送入分析副箱进行测量。X光源系统与样品池之间、样品池与探测器多道系统之间均采用窗口隔离，避免了分析副箱内部的放射性沾污X光管和探测器多道系统。优选的窗口隔离材料碳化硼的X射线吸收率较小，对测量几乎没有影响。谱仪部分安装在分析副箱底部，测量部分独立接地，通过无线方式进行通讯，计算机数据采集与处理系统可以灵活安放，便于现场应用。

本发明的L吸收边密度计易于安装，检修、维修以及X光管更换均十分方便，实际使用中探测器性能不受影响，电子学部件无腐蚀问题，并且满足了防护的要求。

附图说明

图1L吸收边密度计结构示意图

图2分析副箱结构示意图

1.手套箱主箱，2.分析副箱，3.闸门，4.无线发射器，5.无线接收器，6.计算机数据采集与处理系统，7.X光源系统，8.X射线入射窗口，9.前光栏，10.样品池，11.后光栏，12.X射线出射窗口，13.探测器多道系统

具体实施方式

下面结合附图对本发明的最佳实施方式做进一步说明。

实施例

如图1所示，一种L吸收边密度计，主要包括手套箱主箱1、分析副箱2和计算机数据采集与处理系统6构成。分析副箱2由X光源系统7、X射线入射窗口8、前光栏9、样品池10、后光栏11、X射线出射窗口12、探测器多道系统13等组成。

其中，X光源系统7采用MINI-X银靶X光管，操作电压、电流分别为（15-30）kV、（10-100）μA。MINI-X银靶X光管无需外加冷却循环水，大大缩小了装置的体积。探测器多道系统13采用Si-PIN探测器，电制冷，分辨率优于200eV（5.9keV）。在X光源系统7和样品池10之间加前光栏9，样品池10与探测器多道系统13之间加后光栏11。样品池10采用聚丙烯材料，取样量为（0.5-1）mL。样品池10、前光栏9、后光栏11安装在分析副箱2中，X光源系统7和探测器多道系统13均在分析副箱2外部。分析副箱2设置两个窗口，分别为X射线入射窗口8和X射线出射窗口12。X光源系统7窗口的中心、X射线入射窗口8的中心、前光栏9的中心、样品池10的中线、后光栏11的中心、X射线出射窗口12的中心、探测器多道系统13的中轴线在一条直线上。

手套箱主箱1和分析副箱2之间有闸门3方便隔离，手套箱主箱1中进行样品分装以及简单预处理等操作，分装好的样品送入分析副箱2进行测量。样品池10可以放置多个样品，测量时由计算机数据采集与处理系统6控制自动换样。X光源系统7与探测器多道系统13在样品池10两侧进行照射和分析，所有信号由计算机数据采集与处理系统6控制。

X光源系统7和探测器多道系统13分别与分析副箱2之间用碳化硼材料进行窗口隔离，碳化硼机械强度高，可以保证分析副箱2内部的放射性不会沾污到X光源系统7和探测器多道系统13。同时碳化硼的X射线吸收率较小，对测量几乎没有影响。探测器多道系统13安装在分析副箱2底部，通过无线发射器4和无线接收器5与计算机数据采集与处理系统6进行通讯，便于现场应用。

Claims

1.一种L吸收边密度计，其特征在于：包括手套箱主箱（1）、分析副箱（2）以及计算机数据采集与处理系统（6），分析副箱（2）和计算机数据采集与处理系统（6）位于手套箱主箱（1）外部；手套箱主箱（1）与分析副箱（2）相连通，并装有用于隔离的闸门（3）；分析副箱（2）包括X光源系统（7）、前光栏（9）、样品池（10）、后光栏（11）和探测器多道系统（13）；X光源系统（7）与样品池（10）之间、样品池（10）与探测器多道系统（13）之间均采用窗口隔离；分析副箱（2）通过无线方式与计算机数据采集与处理系统（6）进行通讯。

2.如权利要求1所述的L吸收边密度计，其特征在于：X光源系统（7）、前光栏（9）、样品池（10）、后光栏（11）和探测器多道系统（13）安装在分析副箱（2）底部。

3.如权利要求1所述的L吸收边密度计，其特征在于：X光源系统（7）采用银靶X光管。

4.如权利要求1所述的L吸收边密度计，其特征在于：样品池（10）所用的材料为聚丙烯。

5.如权利要求1所述的L吸收边密度计，其特征在于：探测器多道系统（13）采用SDD探测器或Si-PIN探测器。

6.如权利要求1-5任一项所述的L吸收边密度计，其特征在于：窗口隔离所用的材料为碳化硼。